快捷式气柱袋包装机的设计

朱信宇， 黄静薇， 袁海涛， 赵胜利， 陈秀坤

（成都理工大学核技术与自动化工程学院， 四川 成都 610059）

1 研究现状1.1 背景

在快递行业迅速发展的今天，气柱袋包装受到越来越多商家的青睐，然而现有的气柱袋包装方式存在步骤繁琐、效率低下等问题。

在对上百家网店包装过程的调研过程中发现，现在的网店使用气柱袋包装的操作步骤为：选择合适的气柱袋—气柱袋裁剪—将需要打包的物品放在气柱袋上表面—用胶带固定好气柱袋—充气并放入相应的纸箱—将箱子封起来（见图1）。

图1 气柱袋手动包装流程

其缓慢的充气过程与繁琐的操作步骤，使得气柱袋包装的效率大大降低，因而降低了气柱袋包装的使用率。

1.2 现状调查结论

气柱袋作为包装材料中一种节能、减排、绿色、环保的材料，非常受欢迎，但它的打包方式还是由打包工人手工来完成，包装效率低下。

因此，设计一种针对于气柱袋包装的快捷式充气装置，主要适用于网店成立初期，人手不够或人工成本高，解决包装操作过于繁琐的问题[2]。快捷式气柱袋充气装置需要达到的预期目标是：极大简化气柱袋充气的操作过程，大幅度提高气柱袋充气的效率，并且将成本控制在可接受的合理范围内。

2 气柱袋包装方案2.1 具体思路

本方案中，气柱袋的自动包装为核心内容，包装与充气实现同步进行，最终方案如图2所示。

图2 气柱袋自动包装流程

用户只需将气柱袋和货品放入包装机中，再将充气嘴插入充气口，即可完成充气与包装。

2.2 气柱袋包装功能设计

鉴于现有的手动打气费时费力问题，拟采用电动充气泵来充气，使用一个工作台、两个工作位。其中每一个工作位的半圆桶内壁形状与充气后的气柱袋外形相似，以达到固定气柱袋且稳定充气过程的作用，同时解决了气柱袋包装连续进给的问题。

2.3 气柱袋存放功能设计

由于气囊的结构被分为上下两部分，上下部分之间有一连接处，可以弯折。因此，可将数个气柱袋叠在一起，弯折后放在一个直板上，方便取拿，且方便放入商品。

3 机械结构设计

包装机具体由充气泵、圆柱桶、控制阀、气柱袋、充气管、弹片、挡板、底座和气囊等主要部分组成，如图3所示。

图3 机械结构图

3.1 工作位的设计

主体结构是在一个底座台面上设置两个朝向相反的工位，每个工位上有一个设有气柱袋充气口的半圆柱筒，半圆柱桶对气柱袋有限位、固定作用，用于实现气柱袋的整个充气包装过程，如图4所示。

图4 限位圆柱桶

3.2 气柱袋存放机构

半圆柱的对侧是一个直板，直板的外侧有两个弹片进行固定和压紧，如图5所示。弹片对于未充气的气柱袋有一定夹紧作用，避免相叠的气柱袋滑落。

图5 气柱袋存放机构

3.3 充气机构

工作台面上安置一个电动充气机，充气机连接充气管，充气管分成两个方向，分别设有两个控制阀门，以独立控制两个工位的充气。充气管可在半圆柱筒洞孔内移动，方便充气。

4 结语

本设计是从使用者的需求出发，参考和借鉴已有思路与技术，简化繁琐的手动包装过程，将气柱袋的放置、充气及包装集于一体，大幅度提高气柱袋包装的效率，并且将成本控制在可接受的合理范围内。在整个设计过程中，使用了Soildworks、Ansys等仿真软件进行研究，优化了限位圆柱桶的形状大小，提高了包装效率与安全性，降低了气柱袋的破损率。